Klimadetektivernes projekter 2022-2023
Projektets titel: InNovarAction: Klimaforandringer, luftkvalitet og den lokale landbrugsøkonomi
Team: InNovarAzione
ITI OMAR Novara Italien 7 Elevens alder: 14-15 år gammel, 16-17 år gammel
Er det muligt at skabe et superabsorberende materiale til landbruget, så det kan klare tørken?
È possibile creare un materiale super-assorbente per l'agricoltura per fare fronte alla siccità?
Klima- og miljøforandringer har en særlig indvirkning på vand. Af klodens 7,7 milliarder indbyggere bor omkring 3 milliarder i tørområder. Sidstnævnte dækker tilsammen 46,2% af landarealet. I lyset af de igangværende klimaforandringer, lange tørkeperioder og stigningen i ørkenområder er det nødvendigt at kunne studere nye materialer til indfangning og opbevaring af vand i luften. I Piemonte havde sommeren 2022 en gennemsnitstemperatur på 20,7 °C, med en positiv temperaturanomali på 3,1 °C sammenlignet med gennemsnittet for 1971-2000, og det var den næstvarmeste sommersæson i den historiske fordeling af de sidste 65 år efter den usædvanlige sommer i 2003. Brugen af satellitbilleder (NDMI, NDVI, OTCI-indekser), behandlet med avancerede teknikker til kunstig intelligens, har gjort det muligt for os at fastslå, at ca. 3.000 hektar rismarker er gået tabt i Novara-provinsen, hvilket svarer til 10% af det samlede risareal i Novara-området. Vores projekt gik ud på at bygge en prototype, der kunne indfange fugt i luften og omdanne den til vand. Hovedformålet var at udvikle et superabsorberende produkt, som er billigt, stabilt, regenererbart og frem for alt kan fremstilles af grønne råmaterialer. Gelen består hovedsageligt af to billige og almindelige ingredienser: cellulose, som kommer fra planternes plantevægge, og konjacgummi, et fortykningsmiddel, der bruges i madlavning. På grund af sin porøse struktur indfanger konjacgummi fugt fra luften, mens cellulose, når den opvarmes af solen, frigiver det indfangede vand på grund af sine vandafvisende egenskaber. Syntesetiden reduceres, fordi gelen, når den er frysetørret i en form, kan pilles af og bruges med det samme.
Klima- og miljøændringerne påvirker især vandet. Blandt de 7,7 millioner indbyggere i Pianeta bor cirka 3 millioner i tørre områder. Disse sidste udgør tilsammen 46,2% af den jord, der er i fare. I lyset af de igangværende klimatiske ændringer, de lange perioder med tørke og stigningen i antallet af ørkenområder er det nødvendigt at undersøge nye materialer til at opsamle og forblænde det vand, der er til stede i luften. I Piemonte har 2022 haft en middeltemperatur på 20,7 °C, med en positiv anomali på 3,1 °C i forhold til middeltemperaturen i perioden 1971-2000, og det er den anden mest kolde periode i den historiske fordeling i de sidste 65 år efter den ekstreme periode i 2003. Udnyttelsen af satellitbilleder (NDMI, NDVI, OTCI), kombineret med avancerede teknologier til kunstig intelligens, har gjort det muligt at stabilisere, at der i provinsen Novara er ca. 3.000 jordoverfladen, som repræsenterer 10% af Novaras samlede risikoareal. Vores projekt går ud på at udvikle en prototype, der kan opsamle den væske, der er til stede i luften, og omdanne den til vand. L'obiettivo principale è stato la realizzazione di un prodotto super-assorbente a basso costo, stabile, rigenerabile, ma soprattutto ottenibile da materie prime green. Gelen er hovedsageligt sammensat af to økonomiske og almindelige ingredienser: cellulose, der stammer fra de vegetabilske dele af piante, og konjacgummi, som er et tilsætningsstof, der bruges i madlavning. Konjacgummi, grazie alla sua struttura porosa, cattura l'umidità dell'aria mentre la cellulosa, quando si scalda con il sole, rilascia l'acqua catturata grazie alle sue qualità idrorepellenti. Indåndingstiden er kortere, fordi gelen, når den er liofiliseret i en stamp, kan stampes og bruges med det samme.
Måling af vanddampabsorption: Før måling af vanddampabsorption blev alle prøver tørret i en ovn ved 90 °C i mindst 2 timer. De tørrede superhygroskopiske polymerprøver (SHPF) blev anbragt i hætteglas og derefter forseglet i et RH-kontrolleret fugtighedssystem (tørretumbler eller mikrodrivhus). Den relative luftfugtighed i testkammeret blev stabiliseret til den ønskede værdi med en overmættet opløsning af et specifikt salt. Den relative luftfugtighed på ~15% og ~30% blev opnået ved hjælp af overmættede opløsninger af henholdsvis LiCl og CH3CO2K. Et hygrometer og en termometersonde blev brugt til at overvåge den relative fugtighed og temperaturen i kammeret. Ved hjælp af en mikrobalance observerede vi derefter vægtændringerne under absorptions- og desorptionsfaserne; en IR-lampe blev brugt til kontrolleret desorption. Ud fra de opnåede eksperimentelle resultater kan det udledes, at de optimale koncentrationer af reagenserne er: KGM 4,6% vægt og HPC 1% vægt.
- Polymerer kan udføre mere end 10 absorptions- og desorptionscyklusser pr. dag.
- Det absorberede vand kan frigives hurtigt ved solvarmetemperaturer på 30 °C.
- Vandabsorptionen falder med stigende HPC-indhold
- Konjacgummi og hydroxypropylcellulose er vedvarende og billige biomasser.
- Den laveste polymertykkelse absorberer 0,64 g∙g -1 vand ved 15% ved H.R.
Misurazione dell'assorbimento del vapore acqueo: Før måling af dampabsorptionen blev alle campioner essicceret i stufa ved 90 °C i ca. 2 timer. De essiccerede campioner af polimerici super igroscopici (SHPF) blev indsat indvendigt i hætteglas og derefter indkapslet i et kontrolsystem med RH-umiditet (essiccatore eller mikroserra). L'umidità relativa nella camera di prova è stata stabilizzata al valore desiderato con una soluzione sovra-satura di un sale specifico. L'umidità relativa del ~15% e del ~30% sono state realizzate utilizzando rispettivamente soluzioni super-sature di LiCl e CH3CO2K. Per il monitoraggio dell'umidità relativa e della temperatura nella camera è stato impiegato un igrometro e una sonda termometrica. Ved hjælp af en mikrobilancia observerede vi pesoens variation i løbet af optagelses- og nedtagningsfasen, og en IR-lampe blev brugt til at kontrollere nedtagningen. Dai risultati sperimentali ottenuti si deduce che le concentrazioni ottimali dei reagenti sono: KGM 4,6% peso og HPC 1% peso.
- I polimeri possono fare più di 10 cicli di assorbimento-desorbimento al giorno.
- L'acqua assorbita può essere rilasciata in tempi brevi con temperature di riscaldamento solare di 30 °C.
- Vandoptagelsen mindskes, når indholdet af HPC øges
- La gomma di Konjac e l'idrossipropilcellulosa sono biomasse rinnovabili e a basso costo
- Lo spessore più basso di polimero assorbe 0,64 g∙g -1 d'acqua al 15% di H.R..
Ud fra analyser af satellitdata, Arpa Piemonte-undersøgelser og undersøgelser foretaget af National Rice Agency står det klart, at de igangværende klimaforandringer, vandmangel og stigende luftforurening kompromitterer både produktionen og kvaliteten af ris i Novara-området. Vores konkrete handling involverer etableringen af en eksperimentel rismark på en kvadratmeter inden for vores skoles græsplæne. Jorden på rismarken vil blive behandlet med den superabsorberende gel lavet af koniac-gummi og hydroxy-propyl-cellulose, og der eksperimenteres med rissorten Prometheus 81, som har et meget mere udviklet rodsystem og derfor kan vokse dybere. På den måde kan planten nå jordlag, som andre rissorter med et horisontalt rodsystem normalt ikke ville kunne udforske.
Dall'analisi dei dati satellitari, dai rilievi Arpa Piemonte e dagli studi condotti dall'ente Nazionale risi appare evidente che i cambiamenti climatici in atto, la carenza idrica e l'aumento del grado di inquinamento dell'aria stanno compromettendo sia la produzione sia la qualità dei risi del territorio Novarese. La nostra azione concreta prevede la realizzazione di una risaia sperimentale di un metro quadrato all'interno del prato della nostra scuola. Risens terræn er behandlet med en superabsorberende gel på basis af koniac- og idrossi-propil-cellulosa, der eksperimenterer med risarten prometeo 81, som har et radikalt apparat, der er meget mere udviklet og derfor kan vokse mere i dybden, la pianta, in questo modo, può raggiungere strati del suolo che normalmente non verrebbero esplorati da altre varietà di riso con un sistema radicale di tipo orizzontale.
Dette projekt blev automatisk oversat til engelsk.
Projekter oprettes af teams, og de tager det fulde ansvar for de delte data.
← Alle projekter
EN 
CS 
DA 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HU 
IT 
LV 
LT 
NL 
NB 
PL 
PT 
RO 
SK 
SL 
SV 
ES 